Protocole de routage dans les reseaux ad hoc Vision general

1. Réseau Ad hoc

2. Introduction

On a deux types de réseaux: sans infrastructure (réseau
ad hoc) et avec Infrastructure (réseau Cellulaire)

Quelque soit le type de réseau on a besoin d’une
méthodologie a suivre pour se connecter entre les
différents éléments appartenant a un réseau

Cette méthodologie est réaliser par des protocoles de
routage

3. Plan
1.
Introduire le réseaux ad hoc.
2.
Caractéristique et domaines d’application
3.
Routages dans les réseaux ad hoc: Définir les
protocoles réactif et proactif afin de parler sur
les problèmes de routage
4.
AODV: Principe de fonctionnement et le format
de message échanger
5.
OLSR : Principe de fonctionnement et le format
de message échanger
6.
Bilan sur les protocoles

4. 1. Réseau ad hoc

Ad hoc vient d’origine latine et signifie “Qui
convient a une situation”

Réseau sans fil, repose sur la collaborations des
nœuds mobiles

Localisation d’une topologie temporaire sans
besoin de préexistence infrastructure

L’acheminement se réalise selon des protocoles
de routage divises en trois familles: Proactif,
réactif et hybrides

5. 2. Caractéristiques des réseaux
Absence d'infrastructure.
ad hoc
Topologie dynamique.
Contraintes d’énergie.
Multi hop.
Sécurité limitée .
Erreur de transmission.
Interférences Radio.

Nœuds cachés.
 Absencesimultané d’une même fréquence.
Utilisation d’infrastructure ou d’administration
Chaque message fréquence des nœuds
 Déplacement passe par proche.
Utilisation
 Utilisation de libre et pour la communication
centralisée.d’onde radio aléatoire.
Sources d’énergies propagation
Obstacle  erreurs transmission.
Chaque nœudpas de autonomes. lamachines non
intermédiaires jouepeut lire message transmis
 Changementprovenant d’un
imprévisible
topologie.
 Interférencequi ledede d’autred’ondes.
fréquente
 Nœuds responsablerôle lale derouteurmaintenance
gestion
 Les mécanismes d’accès au canalet
Épuisement  déconnexion.

intermédiaire.
facilement
dédié à la télécommunications
duLa plupart des équipements son rechargeable
 réseau.
 collision au niveau du nœud intermédiaire.

6. Domaines d’applications
Applications des réseaux Ad Hoc:
 Services d’urgence : tremblement de terre, feux, inondation….
 Travail collaboratif : réunion, conférence.
 Réseaux de senseurs: contrôle des équipements a distance, suivre le mouvement des
animaux.
 Réseaux en mouvement: Véhicules communicant.
 Réseaux Mesh: ce type de réseau permettre d’étendre la portée d’un réseau comme le
cas de Syrie et Egypt dans le cas du coupure de l’internet.
la raison essentiel de l’utilisation des réseaux ad hoc dans différant domaines est de
remplacer l’infrastructure filaire par un réseau dynamique sur l’emplacement

7. 3. Routages dans les réseaux
ad hoc

chaque nœud joue le rôle d’un routeur, ce rôle
diffère entre les protocoles de routage mais
généralement c’est le même concept.

La différence entre ces protocoles est en premier
lieu dans le processus suivi pour découvrir le
réseau.

Cette différence a produit trois grandes classes
de protocoles de routage: proactif, réactif et
hybride.

Ce qui nous intéresse les deux premiers puisque
les protocoles de notre étude l’AODV appartient
à la classe réactif et l’OLSR appartient au
proactive

8. Schéma significatif
Génération des chemins
À l’avance
À la demande
Protocoles proactifs
Protocoles réactifs
OLSR
AODV
Protocoles Hybrides

9. 3.1. protocoles proactifs

ce type de protocole assure l’échange continu des messages ce qui
réduit la bande passante allouée (maximise) aux données utiles mais
permet de minimiser le temps de latence.

Cette méthodologie lui permet d’etre plus utilisable dans les réseaux
de grandes tailles (contrôle légère sur les nœuds).

Les tables de routages sont toujours mise a jour dans chaque nœud

Lorsque un nœud désire parler avec un autre, le chemin est
immédiatement connues d’apres l’enregistrement dans le table de
routage

Le protocole OLSR (Optimized Link State Routing) est le protocole
de routage ,appartenant au classe proactif, le plus populaire.

10. 3.2 Protocoles réactifs (a
la demande)

le chemin ou le route entre deux nœuds ne se
réalise que lorsque c’est nécessaire ou à la
demande.

La méthodologie suivit minimise la bande
passante mais la latence de la délivrance de
message est grande (n’envoie aucune message
que lorsqu’il reçoit une réponse)

une procédure de découverte globale de route
est suivit pour obtenir les informations de nœud
destinataire.

Le protocole AODV (Ad Hoc On-Demand
Distance Vector) est le protocole de routage le
plus populaire dans ce classe.

11. 3.3. Problèmes de routage
la
mobilité des nœuds rendent les scenarios de routage plus compliqués.
Le
nœud destinataire n’est toujours valide
chaque
nœud du réseau joue le rôle de station ou de routeur. (problème
de sécurité)
Capacité
Dans
de stockage et de calcul situation de congestion
les réseaux volumineux, si un nœud voudra envoyer des données
vers un autre nœud qui n’admet aucune information sur ce destinataire
dans son table de routage, le nœud source doit diffuser un message à tous
ses voisins jusqu’à son arrivée à son destinataire-cible.

12. Réussite d’un protocole
de routage

Minimisation de la charge du réseau : l’empêchement des
boucles de routage et de la concentration du trafic autour de certains
nœuds ou liens

Offre d’un support pour pouvoir effectuer des communications
multipoints fiables : L'élimination d'un lien, pour cause de panne
ou pour cause de mobilité devrait, idéalement, augmenter le moins
possible les temps de latence.

Assurance d’un routage optimal : Si la construction des chemins
optimaux est un problème dur, la maintenance de tels chemins peut
devenir encore plus complexe

Temps de latence : La qualité des temps de latence et de
chemins s’augmente dans le cas où la connectivité du réseau
augmente

13. 4. Protocol AODV

L’AODV est un protocole de routage qui appartient à la famille
réactive(On-demand)

Chaque nœud contient un table de routage qui l’utilise pour créer le
chemin avec sa destinataire

Ce protocole a existé essentiellement pour l’amélioration de protocole
DSDV(maintient la totalité des routes)

Si une nouvelle route est nécessaire, ou qu’une route disparaît, la mise
à jour de ces tables s’effectue par l’échange de trois types de messages
entre les nœuds :
• RREQ Route Request, un message de demande de route.
• RREP Route Reply, un message de réponse à un RREQ.
• RERR Route Error, un message qui signale la perte d’une route.
• Hello Message: un message pour la mise a jour du table de routage

14. Message de type RREQ

Un message RREQ est diffusé quand un nœud voudra établir un
chemin avec un destinataire.

Le RREQ contient le numéro de séquence le plus récente pour la
destinataire.

Un nœud médiateur valide doit admettre un numéro de séquence au
minimum plus grand que le contient le RREQ généré pour qu'il le
modifie

15. Diffusion de RREQ
A
B?
B?
B?
B?
B?
B?
B?
B

16. Message de type RREP

Lorsque le RREQ arrive au nœud destinataire, ce
dernier envoi un message unicast de type RREP a la
source en se basant sur le Broadcast ID dans la requête
RREQ

Un nœud génère RREP en deux cas:
 Si
 Le

le nœud est le destinataire.
nœud admet une route active vers le destinataire
Quand le RREP se revient au nœud source se dernier
réalise un mise a jour sur le table de routage en ajoutant
des informations concernant le destinataire

17. Unicast de RREP
A
A
A
A
B

18. Messages RERR et HELLO
RERR: ce type de message est utilisé dans le cas ou le chemin
devient invalide ou le nœud voisin n’est plus dans le réseau,
le nœud recevant le RERR élimine les informations de
destinataire.
HELLO: ce type de message envoye selon un intervalle de
temps prédéfinis a tous les nœuds voisins pour qu’il Save
que le nœud source n’a pas change son place. Si un nœud ne
reçoit pas de message HELLO il Save que ce nœud n’existe
plus et par suite les chemins a travers ce nœud sont
éliminée

19. Routage dans l’AODV

Le routage dans ce protocole se base sur deux phases :

Découverte de route.

Maintenance de route

Chaque nœud admet un table de routage contenant des
informations sur le réseaux.

L’AODV traite la gestion de la table de routage, même
pendant de courtes routes .

20. Découverte de routes

Diffusion de message RREQ .

Les nœuds intermédiaire mise a jour leur table de routage.

Le message RREQ est retransmis dans le cas ou le nœud
n’est pas le destinataire.

Chaque nœud recevant le RREQ maintient un pointeur vers
le nœud source

Le nœud destinataire envoie un message RREP.

En utilisant le pointeur le message RREP arrive au nœud
source.

La communication commence.

21. Maintenance de route

Puisqu’on parle de réseau mobile et sans
infrastructure, alors on a besoin de maintenir le
réseau d’une façon contenu

En diffusant le message Hello par les nœuds actifs
du réseaux d’une façon périodique pendant un
intervalle de temps prédéfinis

Si un voisin n’envoie pas de message Hello,
modification sera réaliser sur le table de routage

22. Avantage et inconvenant de l’AODV

Avantage du protocole AODV:



Pas de boucle de routage ce qui permet une
convergence rapide quand la topologie change
L’ évaluation de performances pour la sélectionnent
de la meilleur chemin est proche a celle des
protocoles qui utilise des algorithmes de recherche des
plus courtes chemin
Inconvenant du protocole AODV:

Le temps de latence est grande

AODV la maintenance de route n’est efficace

AODV n’est pas efficace dans les reseau de taille
énorme

23. 5. Protocol OLSR






appartient à la classe proactive
OLSR est une version optimisée du protocole LSR (Link state
routing ou état de liaison)
l’idée clé derrière le protocole de l’OSLR c’est l’utilisation des
relais MPR(Multipoint Relais):la limitation de trafic sur le
réseau
Chaque nœud contient un table de routage
OLSR réduise la taille des paquets de contrôle et limite le
nombre de paquet échanges pour rendre les routes optimales
Le fonctionnement de l’OLSR est basé sur trois choses:
 Relais MPR
 Message HELLO
 Message TC

24. Les relais MPR

Utilisé pour réduire le nombre de retransmissions
inutiles, lors de la diffusion généralisée d’un message

Seul les nœud sélectionné comme MPR peuvent
retransmis un message

Ainsi le MPR peut transmettre la liste de ses voisins que
l'on choisit comme MPR.

permet d’économiser la bande passante et réduit le
nombre de messages reçus en plusieurs copies par un
nœud

25. Les relais MPR

La sélection des MPR se réalise sur deux étapes:

La première étape consiste à trouver les nœuds du premier niveau
possédant des liens uniques avec un nœud du second niveau. Ces
nœuds feront partie nécessairement de l’ensemble des relais
multipoint M afin que les voisins à deux sauts soient totalement
couverts.

La deuxième étape est une boucle : à chaque itération on cherche le
nœud du premier niveau qui couvre le maximum de nœuds du second
niveau. On l’ajoute dans l’ensemble M et élimine ses nœuds du
second niveau. La boucle prend fin naturellement lorsqu’il n’y a plus
de nœuds du second niveau.

26. Message Hello

Message Hello: Message envoyé pour découvrir son
voisinage, soit pour construire une route valide, soit pour
sélectionner les MPR.

Exemple pour qu’un nœud découvre son voisin:

A envoie un Hello vide a B;

B capte le message et l’analyse

B découvre l’existence de A et annonce qu’il attend A,

A conclut que son lien avec B est symétrique et B à son tour
voit que son lien A est symétrique

27. Message TC(Topology Control)

Seul les MPR envoient des messages TC

Tous les nœuds choisis comme relais multipoint
doivent diffuser périodiquement dans le réseau
un message TC contenant la liste des voisins de
ce dernier qui l’ont désigné

Il sert à établir les tables de routage

28. Routage dans l’OLSR
 Le routage dans ce protocole se base sur deux phases :
 Découverte de route.
 Diffusion de la topologie
 Chaque nœud admet un table de routage contenant des informations sur le
réseaux.
 La découverte de route se réalise par la diffusion de message HELLO vers
les nœuds sans que se dernier le retransmettre
 La sélection des relais se réalise par des message HELLO
 Seule les MPR peuvent retransmettre des message
 L’OLSR utilise la diffusion des MPR des messages TC pour mise ajour
les tables de routage

29. Avantage et Inconvenant
de l’OLSR

Avantage de l’OLSR :


il diminue au maximum le nombre de messages de
contrôle transmis sur le réseau, en utilisant la technique de
sélection des MPR.


offre des fonctionnalités très intéressantes tout en
recherchant des routes optimales en termes de nombre de
sauts,
OLSR gère convenablement la topologie du réseau, en
expédiant périodiquement des messages TC
Inconvenant de l’OLSR:

problème de sécurité . Malgré que ces dernières années
beaucoup de recherches ont été faites pour améliorer sa
protection contre les attaques, mais OLSR reste toujours
vulnérable à certaines attaques.

30. Bilan
Contrainte de performance
OLSR
AODV
Catégorie
Proactif
Réactif
Type de protocole
Etat de lien
Vecteur de distance
Route Maintenue
Table de routage
Table de routage
Possibilité de boucle
Non, par la réduction de nombre de
la retransmission des messages en
utilisant les relais
Non, utilise les principes de numéro de
séquence afin d'éviter le problème des
boucles infinis et des transmissions
inutiles de messages sur le réseau
Route Multiple
Non
Non
Surcharge réseau (Bande passante)
Minimale, à cause des messages
Hello envoyés périodiquement qui
maintiennent la table de routage de
tout le nœud
Modéré, car le message hello est
envoyé seulement en cas de
demande d’échange des données
Diffusion périodique
Selon un intervalle de temps
(Message HELLO et Message TC)
Selon un intervalle de temps (Message
Hello)
Requiert des séquences de données
Oui: a chaque demande il faut suivre
les étapes du RREQ, RREP
Liens unidirectionnel
Non : Puisque le table de routage de
chaque nœud est toujours mit a jour
Messages de contrôle envoyés en
avance afin d'augmenter la
réactivité
Non
Création du chemin optimale
Bonne
Moyen
sécurité
Moyen
Faible
Temps de latence
Bonne (petit)
Bas
Faible (grand)
Moyen
Méthode de reconfiguration des routes
Délai de Bout en bout
Suppression des routes & notification à
la source
Oui

31. Merci